互感和自感-人教版高中物理選修32課件公開課一等獎課件省課獲獎課件

高中物理課程（選修3-2）

——4.6

互感和自感第1頁錄目前情回憶01重點解析02題型演練03課程總結04課后作業(yè)05第2頁節(jié)章前情回憶PartOne第3頁動生電動勢非靜電力與

有關動生電動勢方向判斷辦法：動生電動勢大小計算：感生電場由

激發(fā)；電場線呈

，形同

；渦旋面與磁場方向

；與感應磁場方向滿足感生電動勢方向判斷：感生電動勢大小計算：感生電場由變化磁場激發(fā)，而非閉合環(huán)激發(fā)洛倫茲力右手定則變化磁場閉合狀漩渦垂直右手螺旋楞次定律前情回憶第4頁課后作業(yè)講評【答案】（1）2:1（2）4:1（3）2:1【作1】如圖，單匝線圈ABCD在外力作用下以速度v向右勻速進入勻強磁場，第二次又以速度2v勻速進入同一勻強磁場。求：（1）第二次進入與第一次進入時線圈中電流之比（2）第二次進入與第一次進入時外力做功功率之比（3）第二次進入與第一次進入時線圈中產生熱量之比【作2】如圖所示，有一單匝正方形線圈處于勻強磁場中，線圈平面與磁場方向垂直。在t=0.5s時間內，磁通量由3Wb增加到6Wb，線圈電阻為12Ω。求：（1）通過該線圈磁通量變化量△Φ；（2）該線圈產生感應電動勢E?！敬鸢浮浚?）通過該線圈磁通量變化量3Wb；（2）該線圈產生感應電動勢6V。第5頁節(jié)章重點解析PartTwo第6頁在法拉第試驗中兩個線圈并沒有用導線連接，當一種線圈中電流變化時，在另一種線圈中為何會產生感應電動勢呢？互感現象第7頁滑動變阻器P滑動時：線圈2中是否有感應電流？線圈

處于線圈

磁場中P滑動線圈

磁場變化線圈

磁通量變化產生感應電動勢產生感應電流

互感現象第8頁懂得互感現象懂得互感現象能夠傳遞能量懂得互感現象應用懂得兩個線路間互感大小決定原因互感第9頁互感：當一種線圈中電流變化，在另一種線圈中產生感應電動勢現象，稱為互感?；ジ鞋F象中產生感應電動勢，稱為互感電動勢。

互感現象第10頁如圖，斷開或閉合開關瞬間，CD中會有感應電流嗎？這是互感嗎？互感現象不但發(fā)生于繞在同一鐵芯上兩個線圈之間,且可發(fā)生于任何兩個互相接近電路之間

互感現象第11頁利用互感現象能夠把能量從一種線圈傳遞到另一種線圈因此在電工技術和電子技術中有廣泛應用如：變壓器

互感現象應用第12頁利用互感現象能夠把能量從一種線圈傳遞到另一種線圈因此在電工技術和電子技術中有廣泛應用如：收音機里磁性天線

互感現象應用第13頁在電力工程和電子電路中，互感現象有時會影響電路正常工作，這時要設法減小互感電路板中避免互相干擾

互感現象避免第14頁線圈處于本身產生磁場中S接通瞬間線圈磁場從無到有線圈磁通量變化產生感應電動勢S接通瞬間，線圈L本身中會不會產生感應電動勢？

自感現象第15頁懂得通電自感和斷電自感現象懂得自感電動勢概念和產生原因懂得自感電動勢方向自感第16頁自感：由于導體本身電流發(fā)生變化而產生電磁感應現象，叫自感現象。自感電動勢：自感現象中產生電動勢叫自感電動勢,用E表達。自感電動勢作用：妨礙原線圈中電流變化自感物理意義：描述線圈產生自感電動勢能力“自我感應”

自感現象第17頁自感電動勢方向：導體電流增加時，妨礙電流增加此時自感電動勢方向與原電流方向相反導體電流減小時，妨礙電流減小此時自感電動勢方向與原電流方向相同增反減同

自感現象第18頁現象：燈泡

立即正常發(fā)光,燈泡

逐漸亮起來

演示試驗1：

是規(guī)格完全同樣燈泡。閉合電鍵S，調整變阻器

,使

亮度相同,再調整

,使兩燈正常發(fā)光，然后斷開開關S。重新閉合S，觀測到什么現象?自感現象第19頁兩個燈泡穩(wěn)定期發(fā)光亮度是同樣，為何電路接通時，

立即點亮而

要滯后一段時間？電路接通時，電流由零開始增加穿過線圈L磁通量逐漸增加L中產生感應電動勢方向與本來電流方向相反妨礙L中電流增加即推遲了電流達成正常值時間

自感現象第20頁線圈中出現感應電動勢對原電流變化作用是妨礙還是制止，二者有何區(qū)分？線圈中出現感應電動勢只是妨礙了原電流變化，而非制止，因此雖延緩了電流變化進程，但最后電流仍然達成最大值，

最后會正常發(fā)光

自感現象第21頁演示試驗1電流分析：

流過

和

i-t圖象如何？

自感現象第22頁演示試驗2：接通電路,待燈泡A正常發(fā)光.然后斷開電路,觀測到什么現象?現象:S斷開時,A燈突然閃亮一下才熄滅

自感現象第23頁為何在斷開電路時，燈泡會閃亮一下？在電路斷開瞬間，通過線圈L電流突然削弱，穿過線圈磁通量也就很快減少

因而在線圈L中產生與原電流方向相同感應電動勢。雖然這時電源已經斷開，但線圈L和燈泡A組成了閉合電路，在這個電路中有感應電流通過，因此燈泡不會立即熄滅。自感現象第24頁流過Ai-t圖象如何？演示試驗2電流分析：自感現象第25頁①當

時,會閃一下,再逐漸熄滅當

時,不會閃,逐漸熄滅②本來

和

哪一種大，要由L直流電阻

與A電阻

大小來決定

任何斷電現象時都會閃亮一下嗎?自感現象第26頁通電或斷電瞬間，除線圈外，電路其他部分是否存在自感現象？當電路中電流發(fā)生變化時，電路中每一種組成部分，甚至連導線，都會產生自感電動勢去妨礙電流變化，只不過是線圈中產生自感電動勢比較大，其他部分產生自感電動勢非常小而已

自感現象第27頁當電路中電流趨于穩(wěn)定期，電路中電感是否還會發(fā)生自感現象？自感現象只有在通過電路電流發(fā)生變化時才會產生在判斷電路性質時，一般分析辦法是:①當流過線圈L電流突然增大瞬間，我們能夠把L當作一種阻值很大電阻②當流經線圈L電流突然減小瞬間，我們能夠把L看作一種電源，它提供一種跟原電流同向電流自感現象第28頁懂得自感電動勢體現式懂得自感系數單位懂得自感系數決定原因懂得磁場能懂得磁場能決定原因自感系數第29頁自感電動勢是感應電動勢，它是由本身電流變化產生，它和電流變化有什么關系呢？由法拉第電磁感應定律可知感應電動勢而磁通量與磁感應強度B成正比，又由于在電流磁場中任意一點磁感應強度與電流成正比，因此穿過線圈磁通量與電流成正比，則自感電動勢第30頁自感電動勢大?。号c電流變化率成正比自感系數影響原因：試驗表白：線圈越大，越粗，匝數越多，自感系數越大帶有鐵芯線圈自感系數比沒有鐵芯時大得多自感系數，簡稱自感或電感

自感系數第31頁自感系數單位：亨利，簡稱：亨，符號：H常用單位：毫亨（mH）微亨（μH）假如通過線圈電流在1秒內變化1安培時，產生電動勢是1伏特，這個線圈自感系數就是1亨利。注意：自感系數由線圈本身性質決定，與線圈是否通電無關

自感系數第32頁在切斷自感系數很大、電流很強電路瞬間，產生很高電動勢，形成電弧，在此類電路中應采取特制開關。自感現象避免第33頁由于兩根平行導線中電流方向相反，它們磁場能夠互相抵消，從而能夠使自感現象影響削弱到能夠忽視程度雙線繞法消除自感現象

自感現象避免第34頁自感現象在交流電路、多種用電設備和無線電技術中有著廣泛應用日光燈就是自感現象在生活中一種應用

日光燈第35頁懂得日光燈工作原理懂得鎮(zhèn)流器作用懂得啟動器作用日光燈第36頁日光燈構造：氬氣、低壓水銀蒸汽熒光粉發(fā)出可見光兩端燈絲給氣體加熱并給氣體加上高電壓在高壓下導電發(fā)出紫外線

日光燈第37頁日光燈電路符號：日光燈工作電路：鎮(zhèn)流器工作條件：啟動電壓：700V以上工作電壓：40W，燈管100V左右

日光燈電路圖第38頁鎮(zhèn)流器作用是自感系數很大帶鐵心線圈

，幫助點亮燈泡；

線圈起

作用，保護燈管啟動時，產生高電壓正常工作時降壓限流

鎮(zhèn)流器作用第39頁啟動器組成和作用氖泡電容器能使動靜觸片不產生電火花保護觸點自動開關可用一般開關或短絕緣導線替代，正常工作時不起作用，能夠去掉

啟動器組成和作用第40頁瞬時開關瞬時高壓電源正常工作時降壓限流

日光燈工作原理第41頁在通電自感試驗中，為何開關接通后，與電感串聯燈泡會延遲發(fā)光？在斷電自感試驗中，為何開關斷開后，燈泡發(fā)光會連續(xù)一段時間？甚至會比本來更亮？下面我們從能量角度加以討論

磁場能量第42頁通電自感：通電時，電能首先要轉化為線圈磁場能，然后再轉化為燈

電能，故燈

過一會兒才亮

磁場能量第43頁斷電自感：斷電前，線圈中有電流，則線圈中有磁場能，斷電后，線圈存有磁場能通過燈釋放出來，使燈延遲熄滅。

磁場能量第44頁有人借用力學中術語，說線圈能夠體現電“慣性”，應當如何理解？當線圈通電瞬間和斷電瞬間，自感電動勢都要妨礙線圈中電流變化，使線圈中電流不能立即增大到最大值或不能立即減小為零電“慣性”大小與什么有關？電“慣性”大小決定于線圈自感系數

磁場能量第45頁節(jié)章題型演練PartThree第46頁例題解說（互感）【例1】下列圖是一種延時繼電器示意圖。鐵芯上有兩個線圈A和B。線圈A跟電源連接，線圈B兩端連在一起，組成一種閉合電路。在斷開開關S時候，彈簧K并不會立即將銜鐵D拉起而使觸頭C（連接工作電路）離開，而是過一小段時間后才執(zhí)行這個動作。延時繼電器就是這樣得名。（1）請解釋：當開關S斷開后，為何電磁鐵還會繼續(xù)吸住銜鐵一小段時間？（2）假如線圈B不閉合，是否會對延時效果產生影響？為何？【解析】（1）當開關S斷開后，使線圈A中電流減小并消失時，穿過線圈B磁通量減小，從而在線圈B中將產生感應電流。根據楞次定律，感應電流磁場要妨礙原磁場減小，這樣就使鐵芯中磁場削弱得慢些，即在開關E斷開后一段時間內，鐵芯中尚有逐漸削弱磁場，這個磁場對銜鐵D仍然有力作用，因此，彈簧K不能立即將銜鐵拉起。（2）假如線圈B不閉合，會對延時效果產生影響。在開關S斷開時，線圈A中電流減小并消失，線圈B中只有感應電動勢而無感應電流，鐵芯中磁場很快消失，磁鐵對銜鐵D作用力也很快消失，彈簧E將很快將銜鐵拉起。第47頁變式訓練（互感）BC【練1】（多項選擇）如圖所示，水平放置兩條光滑軌道上有可自由移動金屬棒PQ、MN，當PQ在外力作用下運動時，MN在磁場力作用下向右運動。則PQ所做運動也許是（）A.向右勻加速運動B.向左勻加速運動C.向右勻減速運動D.向左勻減速運動第48頁例題解說（自感）【例2】如圖所示，L是自感系數很大線圈，但其本身電阻幾乎為0。A和B是兩個相同小燈泡。（1）當開關S由斷開變?yōu)殚]合時，A、B兩個燈泡亮度將如何變化？（2）當開關S由閉合變?yōu)閿嚅_時，A、B兩個燈泡亮度又將如何變化？【解析】（1）當開關S由斷開變?yōu)殚]合，A燈由亮變得更為明亮，B燈由亮變暗，直到不變。（2）當開關S由閉合變?yōu)閿嚅_，A燈不亮，B燈由亮變暗，直到不亮。第49頁【練2】（多項選擇）如圖所示，兩個相同燈泡L1、L2，分別與電阻R和自感線圈L串聯，接到內阻不可忽視電源兩端，當閉合電鍵S到電路穩(wěn)定后，兩燈泡均正常發(fā)光，已知自感線圈自感系數很大，則下列說法正確是（）A.閉合電鍵S到電路穩(wěn)定前，燈泡L1逐漸變亮B.閉合電鍵S到電路穩(wěn)定前，燈泡L2逐漸變暗C.斷開電鍵S一段時間內，A點電勢比B點電勢高D.斷開電鍵S一段時間內，燈泡L2亮一下逐漸熄滅變式訓練（自感）AB第50頁【例3】如圖所示為日光燈示意電路，L為鎮(zhèn)流器，S為起動器．下列操作中，觀測到現象不正確是（）A.接通K1，K2接a，K3斷開，燈管正常發(fā)光B.將K2接到b，斷開K3，接通K1，燈管能夠正常發(fā)光C.斷開K1、K3，令K2接b，待燈管冷卻后再接通K1，可看到S閃光，燈管不能正常發(fā)光D.取下S，令K2接a，再接通K1、K3，接通幾秒后迅速斷開K3，燈管也許正常發(fā)光例題解說（日光燈）B第51頁節(jié)章課程總結PartFour第52頁互感：當一種線圈中電流

，在另一種線圈中產生

現象，稱為互感。互感現象中產生感應電動勢，稱自感：由于導體

而產生電磁感應現象，叫自感現象。自感現象中產生電動勢叫自感電動勢大?。鹤愿邢禂礚影響原因：線圈

，匝數

，自感系數越大，帶有